用于检测三维方向加速度的传感器制造技术

本发明专利技术公开一种用于检测三维方向加速度的传感器，其包括X轴加速度感应区、Y轴加速度感应区和Z轴加速度感应区，盖体与电路基片四周边缘通过密封胶层粘接从而形成一密封腔；Y轴加速度感应区包括具有2个通孔的Y向“H”形运动片、2个Y向运动电极和2个Y向固定电极；Z轴加速度感应区包括质量条块和支撑轴；信号处理芯片下表面通过第一绝缘胶粘层与MEMS加速度芯片的盖体表面粘接，此MEMS加速度芯片的电路基片表面通过第二绝缘胶粘层与基板部分区域粘接；X轴加速度感应区和Y轴加速度感应区位于一排，Z轴加速度感应区与X轴加速度感应区和Y轴加速度感应区平行设置。本发明专利技术用于检测三维方向加速度的传感器提高了器件的可靠性，且能有效防护内部结构的机械性损毁，同时对于感应的灵敏性方面有很大的提高。

【技术实现步骤摘要】
用于检测三维方向加速度的传感器
本专利技术涉及加速度传感器
，具体涉及一种用于检测三维方向加速度的传感器。
技术介绍
加速度传感器的研究近年来发展迅速，各种性能、量程的高量程加速度传感器己经相继报道。但是加速度传感器对抗高过载能力和固有频率要求很高，通常情况下抗高过载能力要求可以承受几十万个量程冲击载荷，固有频率要求高达几十kHz，甚至上百kHz。因此，在应用中MEMS高量程加速度传感器常常由于抗高过载能力较差而导致结构失效。为保证MEMS高量程加速度传感器在应用时的可靠性，MEMS高量程加速度传感器的封装就显得尤为重要。实践表明，现有传感器封装技术普遍存在抗高过载能力差、固有频率低、以及封装可靠性差的问题，即采用现有传感器封装技术封装后的MEMS高量程加速度传感器在遇到恶劣的应用环境时，常出现管壳破裂、盖板凹陷、芯片从管壳基板上脱落、引线断裂等问题。基于此，有必要专利技术一种用于检测三维方向加速度的传感器，以保证加速度传感器在应用时的可靠性。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种用于检测三维方向加速度的传感器，此用于检测三维方向加速度的传感器提高了器件的可靠性，且能有效防护内部结构的机械性损毁，同时对于感应的灵敏性方面有很大的提高。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于检测三维方向加速度的传感器，包括MEMS加速度芯片、用于过滤干扰信号并处理感应信号的信号处理芯片和基板，所述MEMS加速度芯片由盖体、微机械系统和用于产生感应信号的电路基片，该微机械系统由X轴加速度感应区、Y轴加速度感应区和用于感应外界Z轴运动的Z轴加速度感应区组成，所述盖体与电路基片四周边缘通过密封胶层粘接从而形成一密封腔，所述微机械系统位于密封腔内且在电路基片上表面，该密封腔的高度为45~55μm；所述X轴加速度感应区包括具有2个通孔的X向“H”形运动片、2个X向运动电极和2个X向固定电极，第一弹簧和第二弹簧各自一端分别安装到X向“H”形运动片的左、右端，第一弹簧和第二弹簧各自另一端分别安装到所述电路基片上，2个所述X向运动电极分别位于X向“H”形运动片的2个通孔内并可随该X向“H”形运动片一起运动，所述X向固定电极与X向运动电极面对面设置且其在X向运动电极的正下方；所述Y轴加速度感应区包括具有2个通孔的Y向“H”形运动片、2个Y向运动电极和2个Y向固定电极，第三弹簧和第四弹簧各自一端分别安装到Y向“H”形运动片上、下端，第三弹簧和第四弹簧各自另一端分别安装到所述电路基片上，2个所述Y向运动电极分别位于Y向“H”形运动片的通孔内并可随该Y向“H”形运动片一起运动，Y向固定电极与Y向运动电极面对面设置且其在Y向运动电极的正下方；所述Y轴加速度感应区中Y向“H”形运动片、第三弹簧和第四弹簧排列方向与X轴加速度感应区中X向运动电极、第一弹簧和第二弹簧排列方向垂直；所述Z轴加速度感应区包括质量条块和用于支撑质量条块中心的支撑轴，所述质量条块两端正下方均设有Z轴感应电极，所述质量条块两端正上方均设有限位挡块；所述信号处理芯片下表面通过第一绝缘胶粘层与MEMS加速度芯片的盖体表面粘接，此MEMS加速度芯片的电路基片表面通过第二绝缘胶粘层与基板部分区域粘接，电路基片和基板各自上表面分别开有若干个芯片焊接点和若干个分布基板两侧边缘区的基板焊接点，信号处理芯片上表面分别开有若干个信号输入焊接点和信号输出焊接点，此信号输出焊接点分布在信号处理芯片两侧边缘区，若干第一金属线跨接于所述芯片焊接点和信号输入焊接点之间，分布于两侧的若干第二金属线跨接于所述信号输出焊接点和基板焊接点之间；所述X轴加速度感应区和Y轴加速度感应区位于一排，所述Z轴加速度感应区与X轴加速度感应区和Y轴加速度感应区平行设置；所述基板焊接点开设电路基片上表面且位于盖体一侧。上述技术方案中进一步改进的方案如下：上述方案中，所述密封腔的高度为50μm。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果：1.本专利技术用于检测三维方向加速度的传感器，其信号处理芯片下表面通过第一绝缘胶粘层与MEMS加速度芯片的盖体表面粘接，此MEMS加速度芯片的电路基片表面通过第二绝缘胶粘层与基板部分区域粘接，电路基片和基板各自上表面分别开有若干个芯片焊接点和若干个分布基板两侧边缘区的基板焊接点，信号处理芯片上表面分别开有若干个信号输入焊接点和信号输出焊接点，此信号输出焊接点分布在信号处理芯片两侧边缘区，若干第一金属线跨接于所述芯片焊接点和信号输入焊接点之间，分布于两侧的若干第二金属线跨接于所述信号输出焊接点和基板焊接点之间，封装可靠性高，通过绝缘胶层的焊接有效减少外力对芯片的应力损伤，焊接点的位置排布设计能够在极小的封装空间中进行连线的焊接，第一使连线的金线越短成本越低，其次采用绝缘胶中穿线的工艺能解决高台阶差异性的打线线弧不稳的问题，提高产品量产的可行性。2.本专利技术用于检测三维方向加速度的传感器，其X向“H”形运动片上、下端均设有第一凸块，该第一凸块位于所述电路基片的2个第一限位部之间，Y向“H”形运动片上、下端均设有第二凸块，该第二凸块位于所述电路基片的2个第二限位部之间，有效的防止产品在加速度的作用下避免X轴、Y轴加速度感应区内部结构损坏。3.本专利技术用于检测三维方向加速度的传感器，其Z轴加速度感应区包括质量条块和用于支撑质量条块中心的支撑轴，所述质量条块两端正下方均设有Z轴感应电极，所述质量条块两端正上方均设有限位挡块，能有效防护内部结构的机械性损毁，同时对于感应的灵敏性方面有很大的提高。4.本专利技术用于检测三维方向加速度的传感器，其X轴加速度感应区和Y轴加速度感应区位于一排，所述Z轴加速度感应区与X轴加速度感应区和Y轴加速度感应区平行设置，有效的减少感应区在芯片电路中所占的位置，在成本和封装的可行性方面更有优势；其次，基板焊接点开设电路基片上表面且位于盖体一侧，有利于芯片排布以及降低封装过程中切割和打线的难度。附图说明图1为本专利技术用于检测三维方向加速度的传感器结构示意图；图2为附图1的左视结构示意图；图3为附图1的仰视结构示意图；图4为本专利技术MEMS加速度芯片结构示意图；图5为本专利技术微机械系统结构示意图；图6为本专利技术加速度传感器中X轴加速度感应区结构示意图；图7为本专利技术X轴加速度感应区局部结构示意图；图8为本专利技术加速度传感器中Y轴加速度感应区结构示意图；图9为本专利技术加速度传感器中Z轴加速度感应区结构示意图；图10为附图9的仰视结构示意图。以上附图中：1、MEMS加速度芯片；2、信号处理芯片；3、基板；4、盖体；5、微机械系统；6、电路基片；7、X轴加速度感应区；71、X向“H”形运动片；72、X向运动电极；73、X向固定电极；74、第一弹簧；75、第二弹簧；8、Y轴加速度感应区；81、Y向“H”形运动片；82、Y向运动电极；83、Y向固定电极；84、第三弹簧；85、第四弹簧；9、Z轴加速度感应区；10、密封胶层；11、密封腔；12、第一绝缘胶粘层；13、第二绝缘胶粘层；14、芯片焊接点；15、基板焊接点；16、信号输入焊接点；17、信号输出焊接点；18、第一金属线；19、第二金属线；20、第一凸块；21、第一限位部；22、第二凸块；23、第二限位部；24、质量条块；25、支撑轴；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测三维方向加速度的传感器，其特征在于：包括MEMS加速度芯片（1）、用于过滤干扰信号并处理感应信号的信号处理芯片（2）和基板（3），所述MEMS加速度芯片（1）由盖体（4）、微机械系统（5）和用于产生感应信号的电路基片（6），该微机械系统（5）由X轴加速度感应区（7）、Y轴加速度感应区（8）和用于感应外界Z轴运动的Z轴加速度感应区（9）组成，所述盖体（4）与电路基片（6）四周边缘通过密封胶层（10）粘接从而形成一密封腔（11），所述微机械系统（5）位于密封腔（11）内且在电路基片（6）上表面，该密封腔（11）的高度为45~55μm；所述X轴加速度感应区（7）包括具有2个通孔的X向“H”形运动片（71）、2个X向运动电极（72）和2个X向固定电极（73），第一弹簧（74）和第二弹簧（75）各自一端分别安装到X向“H”形运动片（71）的左、右端，第一弹簧（74）和第二弹簧（75）各自另一端分别安装到所述电路基片（6）上，2个所述X向运动电极（72）分别位于X向“H”形运动片（71）的2个通孔内并可随该X向“H”形运动片（71）一起运动，所述X向固定电极（73）与X向运动电极（72）面对面设置且其在X向运动电极（72）的正下方；所述Y轴加速度感应区（8）包括具有2个通孔的Y向“H”形运动片（81）、2个Y向运动电极（82）和2个Y向固定电极（83），第三弹簧（84）和第四弹簧（85）各自一端分别安装到Y向“H”形运动片（81）上、下端，第三弹簧（84）和第四弹簧（85）各自另一端分别安装到所述电路基片（6）上，2个所述Y向运动电极（82）分别位于Y向“H”形运动片（81）的通孔内并可随该Y向“H”形运动片（81）一起运动，Y向固定电极（83）与Y向运动电极（82）面对面设置且其在Y向运动电极（82）的正下方；所述Y轴加速度感应区（8）中Y向“H”形运动片（81）、第三弹簧（84）和第四弹簧（85）排列方向与X轴加速度感应区（7）中X向运动电极（72）、第一弹簧（74）和第二弹簧（75）排列方向垂直；所述Z轴加速度感应区（9）包括质量条块（24）和用于支撑质量条块（24）中心的支撑轴（25），所述质量条块（24）两端正下方均设有Z轴感应电极（26），所述质量条块（24）两端正上方均设有限位挡块（27）；所述信号处理芯片（2）下表面通过第一绝缘胶粘层（12）与MEMS加速度芯片（1）的盖体（4）表面粘接，此MEMS加速度芯片（1）的电路基片（6）表面通过第二绝缘胶粘层（13）与基板（3）部分区域粘接，电路基片（6）和基板（3）各自上表面分别开有若干个芯片焊接点（14）和若干个分布基板（3）两侧边缘区的基板焊接点（15），信号处理芯片（2）上表面分别开有若干个信号输入焊接点（16）和信号输出焊接点（17），此信号输出焊接点（17）分布在信号处理芯片（2）两侧边缘区，若干第一金属线（18）跨接于所述芯片焊接点（14）和信号输入焊接点（16）之间，分布于两侧的若干第二金属线（19）跨接于所述信号输出焊接点（17）和基板焊接点（15）之间；所述X轴加速度感应区（7）和Y轴加速度感应区（8）位于一排，所述Z轴加速度感应区（9）与X轴加速度感应区（7）和Y轴加速度感应区（8）平行设置；所述基板焊接点（15）开设电路基片（6）上表面且位于盖体（4）一侧。...

【技术特征摘要】
1.一种用于检测三维方向加速度的传感器，其特征在于：包括MEMS加速度芯片（1）、用于过滤干扰信号并处理感应信号的信号处理芯片（2）和基板（3），所述MEMS加速度芯片（1）由盖体（4）、微机械系统（5）和用于产生感应信号的电路基片（6），该微机械系统（5）由X轴加速度感应区（7）、Y轴加速度感应区（8）和用于感应外界Z轴运动的Z轴加速度感应区（9）组成，所述盖体（4）与电路基片（6）四周边缘通过密封胶层（10）粘接从而形成一密封腔（11），所述微机械系统（5）位于密封腔（11）内且在电路基片（6）上表面，该密封腔（11）的高度为45~55μm；所述X轴加速度感应区（7）包括具有2个通孔的X向“H”形运动片（71）、2个X向运动电极（72）和2个X向固定电极（73），第一弹簧（74）和第二弹簧（75）各自一端分别安装到X向“H”形运动片（71）的左、右端，第一弹簧（74）和第二弹簧（75）各自另一端分别安装到所述电路基片（6）上，2个所述X向运动电极（72）分别位于X向“H”形运动片（71）的2个通孔内并可随该X向“H”形运动片（71）一起运动，所述X向固定电极（73）与X向运动电极（72）面对面设置且其在X向运动电极（72）的正下方；所述Y轴加速度感应区（8）包括具有2个通孔的Y向“H”形运动片（81）、2个Y向运动电极（82）和2个Y向固定电极（83），第三弹簧（84）和第四弹簧（85）各自一端分别安装到Y向“H”形运动片（81）上、下端，第三弹簧（84）和第四弹簧（85）各自另一端分别安装到所述电路基片（6）上，2个所述Y向运动电极（82）分别位于Y向“H”形运动片（81）的通孔内并可随该Y向“H”形运动片（81）一起运...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学峰，钟利强，杨小平，
申请(专利权)人：苏州固锝电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32